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Polycyclic aromatic hydrocarbon biodegradation and extracellular enzyme secretion in agitated and stationary cultures of Phanerochaete chrysosporium

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Journal of Environmental Sciences 2008年第1期20卷 88-93页

作者： DING Juan CONG Jun ZHOU juan gao shixiang State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse School of the Environment Nanjing University Nanjing 210093 China School of the Energy and Environment Southeast University Nanjing 210096 China

The extracellular enzyme secretion and biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） were studied in agitated and shallow stationary liquid cultures of Phanerochaete chrysosporium. Veratryl alcohol and Tween80 were added to cultures as lignin peroxidase （LIP） and manganese peroxidase （MnP） inducer, respectively. Shallow stationary cultures were suitable for the production of enzyme, whereas agitated cultures enhanced overall biodegradation by facilitating interphase mass transfer of PAHs into aqueous phases. The use of a LiP stimulator, veratryl alcohol, did not increase PAH degradation but significantly enhanced LiP activity. In contrast, Tween80 increased both MnP secretion and PAH degradation in shallow stationary cultures. On the other hand, high PAH degradation was observed in agitated cultures in the absence of detectable LiP and MnP activities. The results suggested that extracellular peroxidase activities are not directly related to the PAH degradation, and the increased solubility rather than enzyme activity may be more important in the promotion of PAH degradation.

关键词： lignin peroxidase (LIP) manganese peroxidase (MnP) Phanerochaete chrysosporium polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) solubilization

Production and emission of phosphine gas from wetland ecosystems

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Journal of Environmental Sciences 2010年第9期22卷 1309-1311页

作者： Chao Han Xueyuan Gu Jinju Geng Yuning Hong Rui Zhang Xiaorong Wang shixiang gao State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse School of the Environment Nanjing University Nanjing 210093 China School of Chemistry and Environmental Science Nanjing Normal University Nanjing 210097 China

Phosphine is a part of an atmospheric link of phosphorus cycle on earth, which could be an important pathway for phosphorus transport in environment. Wetland ecosystems are important locations for global biogeochemical phosphorus cycle. In this study, production and emission fluxes of free phosphine from four wetlands types in southern China were observed in different seasons. The results showed that the concentration of phosphine liberated from wetlands was at pg/m^3·ng/m^3 level. The emission concentrations of different wetlands followed the sequence： paddy field （51.83 ± 3.06） ng/m^3 〉/marsh （46.54 ± 20.55） ng/m^3 〉 lake （37.05 ± 22.74） ng/m^3 〉〉 coastal wetland （1.71 ± 0.73） ng/m^3, the positive phosphine emission flux occurred in rice paddy field （6.67 ± 5.18） ng/（m^***） and marsh （6.23 ± 26.9） ng/（m^***）, while a negative phosphine flux of （-13.11 ± 35.04） ng/（m^***） was observed on the water-air interface of Lake Taihu, suggesting that paddy field and marsh may be important sources for phosphine gas in atmosphere, while lake may be a sink of atmospheric phosphine gas during the sampling period. Atmospheric phosphine levels and emission flux from Yancheng marsh and rice paddy field varied in different seasons and vegetational zones. Both diffusion resistance in aqueous phase and temperature were dominating factors for the production and transportation of phosphine to atmosphere.

关键词： phosphine flux wetland ecosystems

Co-Cu双金属氧化物活化过一硫酸盐去除水中磺胺甲噁唑

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环境化学 2024年第2期43卷 642-649页

作者：彭建彪常宇吴佳琪郭欣婷司宁马霖轩刘海津曹治国高士祥河南师范大学环境学院黄淮水环境污染与防治教育部重点实验室新乡453007 河南师范大学国际教育学院新乡453007 南京大学环境学院污染控制与资源化国家重点实验室南京210023

采用钴铜双金属氧化物(Co-Cu)为催化剂,活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的磺胺甲噁唑(SMX).使用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)对催化剂的形貌和元素组成进行表征.考察了催化剂和PMS浓度、... 详细信息

采用钴铜双金属氧化物(Co-Cu)为催化剂,活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的磺胺甲噁唑(SMX).使用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)对催化剂的形貌和元素组成进行表征.考察了催化剂和PMS浓度、无机阴离子和富里酸(FA)对Co-Cu/PMS体系降解SMX的影响.结果表明,当pH为7.0时,在催化剂用量为50 mg·L^(-1),PMS浓度为0.5 mmol·L^(-1)条件下,50 mg·L^(-1)的SMX在30 min内去除率为95.6%,增加PMS浓度或提高催化剂用量均可加快SMX的降解速率.水中FA与HCO3-对SMX的去除率有一定的抑制作用,而Cl^(-)和SO_(4)^(2-)对反应无影响.淬灭实验与电子顺磁共振(EPR)结果显示,硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))和单线态氧(^(1)O_(2))为Co-Cu/PMS体系中主要的活性氧物种(ROS).XPS分峰结果表明,在钴铜双反应活性中心中Cu^(+)/Cu^(2+)循环是活化PMS的主要成分.

关键词： Co-Cu 过一硫酸盐磺胺甲噁唑活性氧物种

Phytotoxicity of four herbicides on Ceratophyllum demersum,Vallisneria natans and Elodea nuttallii

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Journal of Environmental Sciences 2009年第3期21卷 307-312页

作者： PAN Huiyun,LI Xiaolu,XU Xiaohua,gao shixiang State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse,School of the Environment,Nanjing University,Nanjing 210093,China. State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse School of the Environment Nanjing University Nanjing 210093 China

The physiological effects of 4 herbicides （butachlor, quinclorac, bensulfuron-methyl and atrazine） on 3 submerged macrophytes （Ceratophyllum demersum, Vallisneria natans and Elodea nuttallii） were tested in laboratory. The variables of the relative growth rate and the photosynthetic pigment content showed that all of the tested herbicides affected the growth of the plants obviously, even at the lowest concentration （0.0001 mg/L）. Except for the C. demersum treated with quinclorac at 0.005 and 0.01 mg/L, the relative growth rates of the plants were inhibited significantly （p 〈 0.01）. Statistical analysis of chlorophyll a （Chl-a） contents was carded out with both the t-test and one-way ANOVA to determine the difference between the treatment and control. The results showed that Chl-a contents of the plants in all treatment groups were affected by herbicides significantly, except for the C. demersum treated with bensulfuron-methyl at 0.0005 mg/L. The decrease in Chl-a content was positively correlated to the dosage of the herbicides in most treatment groups. It was suggested that herbicides in water bodies might potentially affect the growth of aquatic macrophytes. Since the Chl-a content of submerged macrophytes responded to the stress of herbicides sensitively and directly, it could be used as a biomaker in environmental monitoring or in the ecological risk assessment of herbicide contamination.

关键词： phytotoxicity herbicides submerged macrophyte ecological risk assessment

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酚类雌激素酶催化降解性的QSAR分析

环境科学学报 2008年第12期28卷 2562-2567页

作者：毛亮高士祥污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院南京210093

以分子电性距离矢量(MEDV-13)和原子类型电拓扑状态指数(ETSI)2种分子结构描述符,分别有效表征了15个酚类雌性激素的分子结构,应用基于预测的变量选择与模型化(VSMP)方法分别建立了该类化合物经辣根过氧化物酶(HRP)催化氧化的速率常数(l... 详细信息

以分子电性距离矢量(MEDV-13)和原子类型电拓扑状态指数(ETSI)2种分子结构描述符,分别有效表征了15个酚类雌性激素的分子结构,应用基于预测的变量选择与模型化(VSMP)方法分别建立了该类化合物经辣根过氧化物酶(HRP)催化氧化的速率常数(lnkCAT)与分子结构的定量相关模型.以MEDV-13为分子描述符建立的模型显示:影响去除效果的主要结构因素是由5个MEDV描述子表达的5个子结构碎片,即—CH3、—CH2、—O—、—OH和—cCc.以ETSI为分子描述符所建模型表明:影响该反应速率的主要结构因素是由5个ETSI描述子对应的5个子结构碎片,即—CH3、—CH2、—O—、—OH和>C< .所建模型的估计相关系数分别为0.92和0.93 , LOO检验相关系数分别为0.84和0.85,表明2种模型均具有良好的估计能力与稳健性.以上结果说明,虽然酚类雌激素的种类、结构多样,但决定其HRP酶催化去除效果的关键结构因素是酚环上所有取代基整体给电子能力的强弱.

关键词：内分泌干扰物辣根过氧化物酶酶催化反应定量结构-活性相关关系

在不同土壤体系下漆酶催化降解对乙酰氨基酚的差异研究

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环境化学 2022年第7期41卷 2256-2263页

作者：龚志敏王佳豪刘鹏高士祥南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210046

漆酶广泛分布在天然环境中,可以有效催化降解水体和土壤中有机污染物。对乙酰氨基酚(Acetaminophen,AAP)是一种最常用的止痛和退烧药物,环境残留浓度较高,AAP及其转换产物均易导致肝脏和肾脏的损害。研究表明,在水体介质中漆酶可以有效... 详细信息

漆酶广泛分布在天然环境中,可以有效催化降解水体和土壤中有机污染物。对乙酰氨基酚(Acetaminophen,AAP)是一种最常用的止痛和退烧药物,环境残留浓度较高,AAP及其转换产物均易导致肝脏和肾脏的损害。研究表明,在水体介质中漆酶可以有效降解AAP,但是对于土壤介质中漆酶降解AAP的研究却较少。本文系统地研究了不同地区土壤(江苏宜兴水稻土、陕西洛川黑垆土、江西鹰潭红土和广东德庆砖红土)体系下漆酶降解AAP的差异,包括其对AAP的吸附作用和对漆酶的酶活影响。结果表明,组成成分淤泥含量较高的江苏宜兴水稻土和陕西洛川黑垆土对AAP的吸附性能较大,平衡吸附量分别为12.03 mg·g^(−1)和28.37 mg·g^(−1),而江西鹰潭红土和广东德庆砖红土对AAP无明显吸附。江西鹰潭红壤土介质中,酶的活性是最稳定的,同时在该土壤介质中漆酶对AAP的降解效果优异,而陕西洛川由于土壤介质pH值呈弱碱性,在该pH条件下漆酶的活性较低,因此对于污染物AAP的降解效率也较低。江苏宜兴水稻土介质中的酶活相对广东德庆砖红土较高,但是土壤介质中SOM的含量较多,综合在降解效果与广东德庆砖红土接近。本研究为评价实际土壤介质对漆酶降解环境污染物提供科学依据。

关键词：漆酶土壤对乙酰氨基酚降解吸附

羟丙基环糊精促进2-硝基联苯在土壤中的解吸动力学

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东南大学学报（自然科学版） 2006年第6期36卷 976-980页

作者：邵云高士祥伏彩中王灿王连生东南大学能源与环境学院南京210096 南京大学环境学院南京210093

研究了添加羟丙基-β-环糊精(HP--βCD)和羟丙基-γ-环糊精(HP--γCD)对土壤中的2-硝基联苯在1 h内的解吸动力学的影响.随着环糊精添加质量浓度的增加,2-硝基联苯的最大质量浓度和解吸速率均比对照显著增加.2-硝基联苯的水相质量浓度C... 详细信息

研究了添加羟丙基-β-环糊精(HP--βCD)和羟丙基-γ-环糊精(HP--γCD)对土壤中的2-硝基联苯在1 h内的解吸动力学的影响.随着环糊精添加质量浓度的增加,2-硝基联苯的最大质量浓度和解吸速率均比对照显著增加.2-硝基联苯的水相质量浓度C与时间t之间符合曲线方程:C=Cma′x(1-e-kt),其中,Cma′x是最大解吸质量浓度,解吸速率常数k=0.159 1 m in-1.根据由溶解度曲线计算的环糊精对2-硝基联苯的包合平衡常数Ks以及2-硝基联苯在土壤中的吸附平衡方程,推导了2-硝基联苯的最大解吸浓度的估算式,当HP--βCD与土壤中初始吸附的2-硝基联苯的摩尔比大于等于3.09时(对于HP--γCD,摩尔比须大于等于10.47),估算值与实测值很接近,此式可用来估算使2-硝基联苯达到最佳解吸率所需的环糊精的最小用量.

关键词：环糊精解吸土壤 2-硝基联苯

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模拟酸雨对石灰岩的破坏和表面腐蚀

生态环境 2008年第6期17卷 2445-2449页

作者：徐飞高汤剑高士祥污染控制与资源化研究国家重点实验室//南京大学环境学院江苏南京210093 南昌大学理学院江西南昌330047

硫酸是酸雨中腐蚀石灰岩的最主要成分，以不同pH值（4．0，5．6）的稀硫酸溶液模拟酸雨对石灰岩进行淋溶处理，研究不同酸度酸雨对石灰岩腐蚀的影响，包括溶液中pH值变化，Ca^2＋离子浓度变化、石灰岩表面粗糙度变化、重量损失和表面结... 详细信息

硫酸是酸雨中腐蚀石灰岩的最主要成分，以不同pH值（4．0，5．6）的稀硫酸溶液模拟酸雨对石灰岩进行淋溶处理，研究不同酸度酸雨对石灰岩腐蚀的影响，包括溶液中pH值变化，Ca^2＋离子浓度变化、石灰岩表面粗糙度变化、重量损失和表面结构变化。结果表明，不同酸度酸雨淋溶后石灰岩都受到一定程度的影响，随着模拟酸雨酸度的增大，Ca^2＋的释放量呈上升趋势；Ca^2＋溶出速率，与H^＋的消耗速率不呈现明显的相关关系；经过120h酸雨淋溶后，石灰岩重量损失率在0．083％-0．25％。酸雨淋溶后石灰岩表面结构产生了腐蚀，表面粗糙度增加，孔隙变深变宽，并在一定程度上缓解了酸雨的进一步腐蚀。表明高酸度雨水对南京六朝石刻等石灰岩建筑有影响。

关键词：硫酸石灰岩腐蚀酸雨循环泵

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模拟酸雨对不同石材防护材料的影响

涂料工业 2009年第1期39卷 1-4页

作者：徐飞高汤剑高士祥污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院南京210093 南昌大学理学院南昌330047

酸雨是对石材造成化学腐蚀的最重要因素之一。考察了pH值为4.0的模拟酸雨对两种石材有机氟硅防护材料(Pelicoat和Mellerud)的影响。实验结果发现随着腐蚀的进行,两种防护材料的疏水性降低,防护效果下降。SEM电镜发现用防护材料处理过的... 详细信息

酸雨是对石材造成化学腐蚀的最重要因素之一。考察了pH值为4.0的模拟酸雨对两种石材有机氟硅防护材料(Pelicoat和Mellerud)的影响。实验结果发现随着腐蚀的进行,两种防护材料的疏水性降低,防护效果下降。SEM电镜发现用防护材料处理过的样品经过模拟酸雨8 h腐蚀后,试样表面出现大量网状孔洞。

关键词：模拟酸雨石灰岩防护材料腐蚀